un brevet d'invention pour: Dispositif de commutation rapide de charge self iques .
Dispositif de commutation rapide de charges selfiques.
La présente invention concerne un dispositif électronique propre à commuter de façon rapide, précise et fiable des charges selfiques absorbant une puissance importante.
Un exemple d'application. où des charges sel- <EMI ID=1.1> précision dans le temps et grande rapidité est celui
<EMI ID=2.1>
nant une machine à coudre. Dans ce cas typique, pour assurer une exécution correcte des fonctions de la machine à coudre, il est nécessaire de positionner l'axe du moteur , et donc de positionner l'aiguille, avec une précision de 2 degrés ce qui, dans l'état
<EMI ID=3.1>
de l'ordre de 0,01 ms. Dans ce type de moteur électrique, l'axe moteur qui entraîne la poulie est muni d'un disque de friction qui se trouve appliqué soit sur
une roue entraînée par le moteur électrique, soit sur un frein à l'aide de deux électro-aimants appelés bobine d'embrayage et bobine de frein. Ces bobines absorbent un courant de plusieurs ampères.
La solution classique pour réaliser des commutations rapides sous des puissances appréciables consiste
<EMI ID=4.1>
relais et leurs inconvénients sont bien connus. Pour n'en citer que quelques-uns: usure plus ou coins rapide
<EMI ID=5.1>
<EMI ID=6.1>
condes environ, et dans le cas de charges selfiques importantes, production d'arcs entre les contacts lors de leur ouverture. Ce dernier inconvénient est particulièrement gênant dans l'exemple d'application cité plus haut car l'arc prolonge le temps de passage du courant et de ce fait entraîne une imprécision dans l'instant de commutation. Des dispositions existent certes pour réduire ces arcs au détriment de l'une
ou l'autre caractéristique (allongement du temps de commutation ou du temps de réponse, par exemple) mais il n'existe somme toute aucune solution vraiment efficace pour supprimer la formation d'un arc entre les contacts.
L'invention vise à résoudre de manière satisfaisante le problème de la commutation rapide et précise dans le temps de charges selfiques importantes tout en obviant aux inconvénients précités, et elle a plus particulièrement pour objet un dispositif propre à réaliser des commutations avec un temps de commutation
de l'ordre de quelques microsecondes.
Le dispositif selon l'invention comprend un montage à deux thyristors dont les anodes sont connectées respectivement aux charges à commuter, un moyen étant connecté entre les anodes de ces thyristors afin d'appliquer pendant un court instant, au moment d'amorçage d'un des thyristors, une pointe de tension négative à l'anode du second thyristor. Ce moyen consiste avantageusement en un condensateur qui se trouve déchargé à travers un thyristor au moment d'application d'une impulsion d'amorçage à la gâchette de ce thyristor. Ce montage est appelé bascule en électronique car il commute le courant d'une charge sur l'autre.
Dans un mode de réalisation particulier, le
<EMI ID=7.1>
parition simultanée d'un même état zéro sur les anodes des deux thyristors et agencé en sorte d'appliquer automatiquement une impulsion de tension négative à l'anode d'un des deux thyristors. Ce moyen comprend un circuit de logique exécutant une fonction logique d'union ou fonction OU, ce circuit ayant ses entrées connectées respectivement aux anodes des deux thyristors et ayant sa sortie connectée à une électrode d'un second condensateur dont l'autre électrode est
<EMI ID=8.1>
logique peut avantageusement être agencé en sorte de recevoir des impulsions de synchronisation afin de maintenir la cadence de la séquence de commutation.
Le schéma de principe du dispositif selon l'invention est montré au dessin annexé dans un exemple
de forme de réalisation spécifique que l'on va décrire ci-après.
La bascule comprend les deux thyristors 1 et 2 dont les jonctions anode A-cathode K sont connectées en
<EMI ID=9.1>
d'une source de courant représentée par exemple par les
<EMI ID=10.1>
ple à deux électro-aimants actionnant un mécanisme de
<EMI ID=11.1> née, appropriée à l'application envisagée.
Bien que le fonctionnement d'un thyristor soit parfaitement connu et doive être considéré comme tel dans le domine de l'art, on rappellera néanmoins en bref que le thyristor se trouve amorcé lorsqu'une impulsion de tension positive est appliquée à sa gâchette, et que le courant qui traverse alors le circuit anode-cathode du thyristor se maintient jusqu'à ce que la tension aux bornes dudit circuit anode-cathode devient nulle. Pour éviter de devoir interrompre la tension d'alimentation aux bornes X et Y on pourrait utiliser une tension d'alimentation alternative ou pulsée à cadence déterminée, mais cette solution présente plusieurs inconvénients:
a) la commande doit être maintenue en permanence; <EMI ID=12.1>
un courant alternatif ou pulsé; c) le fait qu'il faut attendre que la tension passe par zéro entraîne une imprécision du temps de commutation.
Pour éviter ces inconvénients sans pour autant devoir interrompre la tension d'alimentation on prévoit,
<EMI ID=13.1>
des sont connectées respectivement aux anodes des thyristors 1 et 2. On supposera que ceux-ci sont tous deux bloqués. Pour amorcer un des thyristors il faut appli-
<EMI ID=14.1> tiel haut.
<EMI ID=15.1>
dire pour commuter les états du mécanisme concandé,
il suffit d'appliquer une impulsion positive à la gâchette G2 du thyristor 2 pour amorcer celui-ci. L'entrée en conduction du thyristor 2 entraîne une décharge brusque du condensateur 4 à travers le thyristor 2,
ce qui produit sur l'anode A 2 une brusque chute de tension qui donne lieu à l'apparition d'une impulsion
<EMI ID=16.1>
trouve alors immédiatement bloqué tandis que le conden-
<EMI ID=17.1>
<EMI ID=18.1>
<EMI ID=19.1>
velle commutation franche qui peut s'établir dans le temps court de l'ordre de quelques microsecondes, ce
<EMI ID=20.1>
commande de l'axe d'une machine.
Le montage comprend encore un dispositif de sécurité destiné à assurer le respect de la séquence de commutation et empêcher que les deux thyristors puissent se trouver simultanément dans le même état. Ce dispositif est constitué par le condensateur 6 et le circuit de logique 5 exécutent la fonction logique d'union ou fonction OU. Dans le mode de réalisation particulier, il-
<EMI ID=21.1> plémenté 52 dont la seconde entrée reçoit des impulsions de synchronisation à cadence prédéterminée produites par le mécanisme commandé lui-même. La sortie du circuit ET-complémenté est connectée à travers la jonction base-collecteur d'un transistor 53 à une électrode du condensateur 6 dont la seconde électrode est connectée à l'anode d'un des thyristors, en l'occurrence l'anode A2 du thyristor 2.
On a vu plus haut que lorsqu'un des thyristors 1 et 2 est bloqué, son anode est à un potentiel haut et que lorsqu'il est conducteur, son anode est à un potentiel bas. Appelons état 1 l'état correspondant au potentiel haut et état 0 l'état correspondant au potentiel bas. Si donc les deux thyristors 1 et 2 viennent à se trouver simultanément conducteurs, les deux entrées du circuit-NI 51 se trouvent à l'état 0 et la sortie de .ce circuit est à l'état 1 par définition mène du circuit logique NI, ainsi qu'il est bien connu dans le domaine de l'art. Les impulsions de synchronisation appli- <EMI ID=22.1>
des impulsions 1. Par conséquent, lorsque se trouve produite une impulsion 1 à la sortie du circuit-NI 51 il
se fait qu'au moment d'occurrence d'une impulsion de synchronisa tien les deux entrée:, du circuit ET-complémenté 52 se trouvent à l'état 1 et ce circuit produit à sa sortie un signal d'état 0, c'est-à-dire un potentiel bas.
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
<EMI ID=25.1> ment ce thyristor. La séquence de commutation peut alors reprendre normalement. Il est bien évident que le thyristor sur lequel agit le dispositif de sécurité peut indifféremment être l'un ou l'autre des deux thyristors du montage; le choix dépendra uniquement de l'état du mécanisme dans lequel on désirera que soit ramené automatiquement le mécanisme (état qui
<EMI ID=26.1>
vient à se produire une perturbation de la séquence de commutation.
Il est bien entendu que le mode de réalisation particulier du circuit logique 5 n'est qu'un exemple spécifique pour lequel l'homme de l'art peut aisément concevoir des formes de réalisation équivalentes.
'.REVENDICATIONS
1. Dispositif propre à commuter des charges selfiquès, comprenant une bascule à thyristors, connue en soi, les anodes des deux thyristors étant connectées respectivement aux charges à commuter, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour appliquer pendant un court instant au moment d'amorçage d'un des deux thyristors, une pointe de tension négative à l'anode du second thyristor.